锂离子电池系统行业市场突围战略研究分析.docx
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1、锂离子电池系统行业市场突围战略研究分析一、储能电池行业概况储能的本质是为了解决供电生产的连续性和用电需求的间断性之间的矛盾,实现电力在发电侧、电网侧以及用户侧的稳定运行。在发电侧和电网侧,随着传统发电方式逐渐被新能源发电取代,风光装机不断增长,弃风弃光问题随之而来。弃风弃光系指受限于某种原因被迫放弃风水光能,停止相应发电机组或减少其发电量。此外,伴随新能源装机占比持续提升,发电设备总体的间歇性和不稳定性增强,调峰调频需求愈加强烈。储能为解决弃风弃光和调峰调频需求的有效方案。在用电侧,储能通过对于电能在时间维度上的调度进行削峰填谷,可平滑需求,并为终端用户节省用电成本。现阶段,储能行业处于各项技
2、术共同发展的阶段,尚未形成绝对优势储能技术,主要包括以抽水储能、压缩空气储能为代表的物理储能技术和以锂离子电池、铅酸(碳)电池为代表的电化学储能技术。2021年7月,发改委、能源局联合发布关于加快推动新型储能发展的指导意见,明确到2025年新型储能装机规模达30GW以上,市场空间广阔。根据GGn统计,2021年国内储能电池出货量48GWh,同比增长2.6倍;其中电力储能电池出货量29GWh,同比2020年的6.6GWh增长4.39倍。背后增长的原因得益于2021年海外储能电站装机规模暴涨以及国内风光强配储能的管理政策。GGII预计2022年国内储能电池有望继续保持高速增长态势。锂电池生产技术快
3、速进步,使得锂电池产品成本下降,将提升储能锂电池产品相比其他储能技术的竞争力,锂电池在储能领域的市场渗透率逐渐提升,也将进一步推动应用市场规模相应增长。二、动力电池行业发展情况和未来发展趋势2025年新能源汽车占汽车总销量的比重达到20%,2030年新能源汽车在总销量的占比达到40%左右,2035年新能源汽车销量占国内汽车市场销量的50%以上,汽车产业实现电动化转型。同时,消费者对新能源汽车各项指标的要求促进动力电池行业不断技术创新。2020年10月20日,新能源汽车产业发展规划(20212035年),在该份规划中强调实施电池技术突破行动。开展正负极材料、电解液、隔膜、膜电极等关键核心技术研究
4、,加强高强度、轻量化、高安全、低成本、长寿命的动力电池和燃料电池系统短板技术攻关,加快固态动力电池技术研发及产业化,指明了动力电池的发展方向。多元的终端应用场景对于电池的性能要求存在侧重,但如何在安全的条件下提升电池系统的能量密度一直为电池技术发展的主线。动力电池材料的技术的渐进创新。首先,对正极材料而言,以能量密度为主要性能提升点系开发主线,三元体系在提升能量密度方面具备优势。但在某些情况下,以磷酸铁锂体系为代表的相对低能量密度的材料在别的维度存在优势,亦有应用价值,正极材料的开发遵循产业化优先,体系兼容优先的理念,能量密度呈现动态循环往复的螺旋式上升。其次,对负极材料而言,研发趋势为低成本
5、、高能量密度。现阶段,石墨负极仍为主流,硅碳混合负极材料、纯硅负极材料为主要研发热点。最后,电解质与隔膜则将跟随两极材料的技术革新不断优化,锂离子电池从液态向半固态、全固态发展和演进,将为行业带来较大的变化。动力电池制造的工艺改善。各主要电池厂厂商从工艺维度入手,开展性能的边际改善,进而实现制造环节的优化和动力电池的系统集约化。一种方向为做大容量电芯,例如长条型方形电芯、大圆柱电池,减少电芯附属件对电池整体能量密度的影响。第二种方向则是实现系统集约化,去掉冗余零件、功能及繁杂工艺,高速叠片工艺、CTP/LCTP.CTC等技术均在一定程度上影响着产业格局。新能源汽车产销高增长带动动力电池装车量走
6、高,动力电池将在未来面临较大退役规模。现阶段,退役动力电池的循环利用主要手段为梯次利用以及报废回收。报废回收系对寿命终止的电池,直接进行拆解处理,提取内部可回收金属;梯次利用回收系将剩余容量较高的退役电池在低要求的应用领域进行二次使用。动力电池厂商在退役动力电池循环利用上具备明显技术优势和规模优势,已成为该市场的主要参与者。三、动力电池行业技术水平及特点相比于传统燃油车,新能源汽车的续航里程、充电时间、安全性能、电池寿命、电池成本等问题,都是制约消费者购买意愿及新能源汽车普及程度的关键因素。因此,动力电池性能直接决定新能源汽车性能,动力电池性能的提升依赖于技术进步,持续的技术进步驱使动力电池能
7、量密度不断提升、产品性能不断优化、生产成本不断降低、综合性价比不断提高。(1)按正极材料不同对锂离子动力电池进行区分提高能量密度的关键在于正极材料。正极材料决定了锂离子电池的主要性能。按正极材料划分,锂离子电池可以分为钻酸锂、镒酸锂、磷酸铁锂和三元材料等技术路线。其中,三元材料是指含锲钻镒三种元素或锲钻铝三种元素组成的正极材料,即银钻镒酸锂(以下简称NCM)或银钻铝酸锂(以下简称NCA)。在动力电池领域,经历了由钻酸锂、镒酸锂转向磷酸铁锂、三元材料为主的发展历程。最近三年,国内动力电池市场主要由三元材料电池和磷酸铁锂电池构成。三元材料电池相较于磷酸铁锂电池,拥有较高能量密度,有助于新能源汽车实
8、现长续航里程,未来有望逐渐向高端领域、高续航里程、快速充电以及具有特殊要求的产品车型领域渗透。磷酸铁锂电池相较于三元材料电池,拥有成本较低、相对安全的优点,近年来伴随电池工艺技术的发展和电池结构的优化,其能量密度瓶颈存在一定缓解,成为动力电池行业技术发展的重要技术方向。动力电池未来发展方向在较长的一段时间内是多种技术路线并存的。根据三元材料中银、钻、镒元素含量的不同,NCM材料可分为NCM811.NCM622.NCM523等。811、622、523代表不同元素的占比,以NCM523为例,其化学组成为Li(NiO.5CoO.2MnO.3)02oNCA则由铝元素替代了镒元素。三元材料的技术优势在于
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